La sfida dell’acqua contaminata non si risolve con un’unica soluzione, ma con un approccio integrato, che combini prevenzione, regolamentazione e innovazione tecnologica
L’acqua è la sostanza che meglio incarna il concetto di essenzialità: non è solo il principale costituente del corpo umano, ma è anche il fondamento invisibile su cui si regge ogni sistema economico, agricolo, industriale e sociale. Tuttavia, proprio in virtù della sua pervasività, l’acqua è anche esposta a una molteplicità di contaminazioni che ne minano la qualità e la sicurezza. Oggi più che mai, il concetto di “potabilità” si è trasformato in un obiettivo tecnico e scientifico complesso, che richiede interventi costanti e multidisciplinari per essere garantito.
L’acqua potabile può essere compromessa sia da contaminanti microbiologici, come batteri, virus e protozoi, che possono causare malattie infettive anche gravi, sia da sostanze chimiche persistenti, difficili da rilevare e ancor più da rimuovere. Tra queste, i pesticidi, i metalli pesanti, i nitrati, i residui farmaceutici e una categoria di sostanze che negli ultimi anni ha attirato crescente attenzione scientifica e normativa: i PFAS, composti per- e polifluoroalchilici. Queste molecole, utilizzate per decenni in svariati settori industriali grazie alla loro resistenza al calore e alle sostanze chimiche, si sono rivelate estremamente pericolose proprio per la loro tenacia alla degradazione ambientale. Per questo, sono ormai noti come “inquinanti eterni”.
L’urgenza di effettuare controlli sistematici e rigorosi sull’acqua che beviamo, ma anche su quella che irriga i campi o abbevera gli animali da allevamento, si inserisce in un quadro normativo europeo sempre più stringente. Alle misure di regolamentazione centrale si affiancano poi tecnologie in grado di intercettare e neutralizzare contaminanti invisibili. È proprio in questa direzione che si muove una recente ricerca condotta dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), che ha messo a punto un innovativo sistema di filtrazione a base di grafene, capace di affrontare il problema dell’inquinamento idrico con un’efficacia fino ad ora impensabile. Una scoperta che potrebbe segnare un punto di svolta nel trattamento dell’acqua, con ricadute non solo ambientali, ma anche sanitarie ed economiche.
L’indissolubile legame fra acqua potabile e sicurezza alimentare
Quando si parla di acqua potabile, l’immaginario collettivo si concentra spesso sul gesto quotidiano di bere un bicchiere d’acqua dal rubinetto di casa. Ma la relazione tra acqua e salute va ben oltre il consumo diretto. In realtà, ogni alimento che arriva sulle nostre tavole ha incontrato, in qualche momento della sua vita, l’acqua. Che si tratti dell’irrigazione di un campo di lattuga, della preparazione industriale di conserve alimentari o dell’abbeveraggio di un capo di bestiame, la qualità dell’acqua impiegata è un fattore cruciale per la sicurezza alimentare. Un’acqua contaminata può trasferire sostanze tossiche o microrganismi patogeni agli alimenti, compromettendo la salute dei consumatori e minando la fiducia nei sistemi produttivi.
Proprio per questo l’Unione Europea ha dedicato grande attenzione alla regolamentazione della qualità dell’acqua. Uno dei pilastri più recenti e significativi di questa strategia è rappresentato dalla Direttiva 2020/2184, che ha aggiornato e rafforzato le precedenti norme sull’acqua destinata al consumo umano. La direttiva, entrata in vigore nel gennaio 2021, stabilisce parametri molto precisi e ambiziosi per la qualità dell’acqua, introducendo anche l’obbligo per gli Stati membri di adottare un approccio basato sul rischio. In altre parole, non basta più controllare i punti finali della distribuzione idrica: è necessario monitorare l’intero ciclo dell’acqua, dalla fonte al rubinetto.
La direttiva fissa limiti per numerose sostanze pericolose, inclusi nitrati, pesticidi e metalli pesanti, ma soprattutto introduce valori soglia per contaminanti emergenti come i PFAS, riconoscendo ufficialmente il rischio che queste sostanze rappresentano per la salute umana, così come certificato da IARC (International Agency for Research on Cancer). Inoltre, viene rafforzato il principio della trasparenza, con la previsione che i cittadini debbano essere costantemente informati sulla qualità dell’acqua che consumano.
Questa normativa si integra con altri precedenti regolamenti europei, come il Regolamento (UE) 2017/625 sui controlli ufficiali, che obbliga gli Stati membri a garantire una sorveglianza efficace e coordinata delle acque anche in ambito agricolo e zootecnico. Si tratta di una visione sistemica della sicurezza idrica, che non distingue più tra acqua “per uso umano” e acqua “per uso produttivo”, ma che riconosce la centralità della risorsa in ogni fase della catena alimentare. In questo contesto, la prevenzione della contaminazione diventa una responsabilità collettiva, che coinvolge enti regolatori, imprese, cittadini e, naturalmente, la comunità scientifica.
Grafene: nuovo alleato della sicurezza idrica
Negli ultimi decenni, la lista dei contaminanti presenti nell’acqua si è allungata in modo preoccupante. Non si tratta più soltanto di agenti classici come i nitrati da fertilizzanti agricoli o i metalli pesanti derivanti da attività industriali. Oggi l’attenzione si concentra sempre di più sui cosiddetti “contaminanti emergenti”: sostanze difficili da individuare e ancora più difficili da rimuovere, perché resistenti ai trattamenti convenzionali.
Tra questi, come abbiamo già avuto modo di sottolineare, spiccano i PFAS, una famiglia di oltre 4.000 composti chimici impiegati in decine di applicazioni industriali e commerciali: dai rivestimenti antiaderenti alla carta per alimenti, dai tessuti impermeabili alle schiume antincendio. Il loro legame carbonio-fluoro, uno dei più forti in natura, li rende estremamente stabili e quindi persistenti nell’ambiente. Una volta dispersi nell’acqua, possono penetrare nel suolo, raggiungere le falde acquifere e bioaccumularsi negli organismi viventi.
In questo contesto si sono mossi i ricercatori del CNR-Isof di Bologna, in collaborazione con l’azienda MEDICA S.p.A., sviluppando una tecnologia innovativa che potrebbe rivoluzionare il settore del trattamento delle acque. Come già raccontato proprio su questa piattaforma qualche mese fa, il cuore del sistema è rappresentato da una membrana filtrante a base di grafene, una forma di carbonio bidimensionale dalle straordinarie proprietà fisiche e chimiche. Il materiale è stato integrato in membrane di polisulfone a fibra cava, creando un composito denominato Graphisulfone®, in grado di combinare l’efficacia dell’ultrafiltrazione con quella dell’adsorbimento selettivo.
In parole semplici, il filtro funziona su due fronti: da un lato blocca fisicamente particelle e microrganismi, dall’altro intrappola selettivamente le molecole di inquinanti attraverso interazioni chimiche con l’ossido di grafene. I risultati, pubblicati sulla rivista Nature Water, mostrano una capacità di rimozione molto elevata anche per contaminanti particolarmente ostici, come antibiotici chinolonici e metalli pesanti.
Uno degli aspetti più promettenti della ricerca risiede nella scalabilità industriale del sistema: il processo di produzione delle membrane è già avviato a livello semi-industriale, nell’ambito del progetto europeo GRAPHIL, finanziato dalla Graphene Flagship. A differenza di molte soluzioni accademiche, questa tecnologia è stata pensata sin dall’inizio per essere applicabile su larga scala, con costi contenuti e possibilità di integrazione nelle infrastrutture idriche esistenti.
La sfida dell’acqua contaminata non si risolve con un’unica soluzione, ma con un approccio integrato, che combini prevenzione, regolamentazione e innovazione tecnologica. In questo senso, il lavoro del CNR rappresenta un passo avanti fondamentale: non solo perché fornisce uno strumento potente per depurare l’acqua in modo efficace, ma anche perché dimostra che la ricerca italiana può essere all’avanguardia nelle grandi questioni ambientali globali.
